基于光强分布的灯具光通量计算方法研究
LED灯具光通量的计算方法
Ｉ Ｍ＝ Ｐ糟 ＾×ｎ电 抓÷ Ｖ板 节÷ Ｎ板
通过远 方２ ． 咪 积分球 测试 灯具 光 电指标 ， 所 测２ ３ ０ Ｗ 灯具光 通量 为２ ２ ０ １ ０
ｌ ｍ。
理 论值 与 实际 测试值 的误 差 计算 ： Ｘ＝ （ ２ ２ ０ １ ０ — ２ １ ９ ５ ８ ） ÷２ １ ９ ５ ８ ×１ ０ ０ ％＝ ０ ．
中总 ＝中 单 Ｎ × ｎ驻× ｎ遗 总
中 单＝ 中 标 Ｘ ｒ ｌ灯
为验证以上公式合理性， 我们以本公司生产Ｆ Ｂ Ｌ Ｄ 一 １ １ ２ — ０ ０ ９ 型ｕＤ路灯为 例， 选择 的光 源是Ｏ Ｓ ＲＡ Ｍ Ｓ ＱＵＡ Ｒ中的ＭＵ档 ， 电源选 择 明纬 的Ｈ Ｌ Ｇ 一 ２ ４ ０ Ｈ 一 ４ ８ Ａ型 ， 整 灯功 率为 ２ ３ ０ Ｗ， 灯具 模 组以 １ ６ 串７ 并 的模 式分 布 ， 计算：
ｍａ ｎ ｕｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｓ， ＬＥＤ ｗｉ ｃ ｋ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｃ ｉｔ ｒ ｉ ｃ ａｌ ，ｉ ｔ ｈａ ｓ ａ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｎ ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎｄ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ＬＥ Ｄ ｌ ａ ｍｐ ｓ．
灯具光度分布测量技术分析
灯具光度分布测量技术分析摘要：照明电器产品是日常生活当中应用相当广泛的产品，灯具产品性能的好坏直接影响到用户的实际使用效果。
本文主要介绍灯具光度分布测量的基本原理、灯具光度分布计常见的几种型式，配光曲线的三种测量模式，以及测试过程中相关技术参数的选择,为实验室检测人员提供借鉴和参考。
关键词：光度分布分布光度计配光曲线测量模式1、前言随着中国国民经济迅猛发展，人们生活水平的提高，城市规模的不断扩大，特别是近几年城乡居民住房条件的改善与发展，城市道路的迅猛发展，人们对公共道路、小区环境、桥梁隧道、室内外的照明电器的要求越来越高，不但要安全可靠，还要性能优越，节能环保，长寿命。
特别是近年来led照明产品逐渐进入商业及民用照明领域，对光污染的呼声越来越高，对照明场所照度、光度的配光设计提出了更高的要求。
这就要求灯具在设计时以及对照明场所的光度配置时，对灯具的配光性能有一个充分的了解，为灯光设计部门提供空间各方向的亮度分布、光强分布和全空间任意截面的照度分布等详尽的空间光度量。
2、分布光度计常见的类型为了完全表征灯具的空间光分布特性，需要使用全空间光度学为真实的光源建立模型。
在全空间分布光度学中，用户能够了解光源或灯具的光从哪里出来，射向哪个方向，各光线的通量是多少，在空间任意距离下任一截面内的照度分布，以及从不同方向观察光源或灯具的亮度分布。
需要得到这些数据，就必须有相关的仪器设备进行测量。
目前常用的分布光度计结构有旋转反光镜式分布光度计、运动反光镜式分布光度计、旋转灯具式分布光度计和双镜反射式分布光度计[1]等几种，各种结构各有其优势，实际应用中应发挥其长处，避免或减少其不足所带来的影响。
2.1 旋转反光镜式分布光度计[1]旋转反光镜式分布光度计中有三个旋转轴。
主轴驱动反光镜绕其中心点旋转，将灯具的光反射到探测器上。
与此同时，灯臂调整轴同步逆向旋转始终保持灯架处于垂直位置，从而实现灯具在γ方向的测量。
光强的分布实验报告
光强的分布实验报告光强的分布实验报告一、实验目的本实验旨在探究不同光源的光强分布情况，了解光强与光源距离、角度等因素的关系，并掌握光强的测量方法。
通过本实验，希望能够更好地理解光的传播和分布特性，为实际应用提供参考。
二、实验原理光强是描述光源单位面积上发出的光通量的物理量，单位为坎德拉（cd）。
光强分布是指光源发出的光在空间中的分布情况，与光源的形状、大小、距离以及观察者的角度等因素有关。
根据光学原理，光强分布可由光源的能量分布、反射和折射等规律计算得出。
三、实验步骤1.准备实验器材：LED灯、激光笔、测光仪、尺子、纸板、橡皮筋等。
2.将纸板固定在桌子上，将LED灯和激光笔分别放置在纸板的两侧，距离相等。
3.用尺子测量LED灯和激光笔到纸板的距离，并记录下来。
4.用测光仪分别测量LED灯和激光笔的光强，并记录下来。
5.在纸板上分别标记LED灯和激光笔的光斑位置，并用橡皮筋固定。
6.调整LED灯和激光笔的角度，观察光斑的变化，并记录下来。
7.重复步骤2-6三次，取平均值。
四、实验数据分析实验数据如下表所示：1.光强与光源的距离有关。
随着距离的增加，光强逐渐减弱。
这表明光的传播过程中会有能量损失。
2.光强的方向与光源的方向相同。
当角度发生变化时，光斑的位置也会相应地发生变化。
这表明光的传播方向是可变的。
3.同一种光源下，不同角度下的光强不同。
这表明光强的分布与观察者的角度有关。
4.比较LED灯和激光笔的光强分布情况，发现激光笔的光强更大，且分布更集中。
这表明激光笔的能量密度更高，适合于需要高亮度、远距离的光源应用。
五、实验结论通过本实验，我们了解了光强的分布规律以及与光源距离、角度等因素的关系。
实验结果表明，光的传播过程中会有能量损失，且光的传播方向是可变的。
此外，同一种光源下，不同角度下的光强不同。
比较LED灯和激光笔的光强分布情况，发现激光笔的光强更大且分布更集中，适合于需要高亮度、远距离的光源应用。
光通量测量方法
光通量测量方法光通量是衡量光源辐射能量总量的物理量，是评估光源照明效果的重要指标。
准确测量光通量对于研究光源的性能、评估光源的亮度和效果至关重要。
在照明工程和光学领域中，有许多方法可以用来测量光通量，其中常用的方法包括热辐射法、比较法和积分球法等。
热辐射法是一种常见的测量光通量的方法，其原理是通过将光源辐射的能量转换成热量，并测量产生的热量来间接测量光通量。
这种方法适用于大功率光源的测量，如强光灯和激光器。
然而，热辐射法测量的不准确性较高，需要考虑很多因素，如热辐射的损失、灰度校正等因素。
比较法是一种常用的光通量测量方法，其原理是将待测光源与一个标准光源进行比较，通过测量两者的光强或亮度差来确定光通量。
这种方法可以消除许多误差，提高测量的准确性。
比较法需要一个标准光源，例如标准白炽灯或标准荧光灯，以及相应的测量设备。
通过比较法可以获得相对准确的光通量结果。
积分球法是一种基于球形反射的光通量测量方法。
该方法利用一个球形反射器来收集光源辐射的能量，并通过测量球体内的光强来计算光通量。
积分球法适用于各种类型的光源测量，对于复杂的光源，如LED灯、荧光灯等，积分球法能够提供较为准确的测量结果。
该方法需要一个球形反射器和一个光强测量仪器，可以通过校正系数来提高测量的准确性。
除了上述提到的方法，还有一些其他的光通量测量方法，如色散法、相干积分法等。
色散法利用光的色散特性来测量光通量，通过分析光源在不同波长下的光谱分布来计算光通量。
相干积分法是利用干涉原理来测量光通量的一种方法，通过测量干涉光的强度和相位来计算光通量。
综上所述，光通量测量方法有多种选择，不同的方法适用于不同类型的光源和不同的测量要求。
选择恰当的测量方法，合理使用测量设备，可以提高光通量的测量准确性。
光通量的准确测量对于研究光源的性能、评估光源的亮度和效果具有重要意义。
灯具强度计算
灯具配光计算夏清明所谓灯具配光，指的是灯具发光强度的空间分布，通常用若干个具有代表性的平面上，光强值随角度的变化曲线（可在极坐标系或者直角坐标系中给出）来表达，称为配光曲线。
灯具的空间光强分布由分布光度计测量得到，原始数据以光强数据表的形式给出。
本文以下所有的计算都是以光强数据表为基础而展开的。
第一部分 基本计算1.基本概念、公式光强：光源在给定方向上单位立体角内所传输的光通量。
1.1.1照度：单位面积上所接收得到的光通量。
1.1.2亮度：光源在某一方向上,单位投影面积上和单位立体角内所发出的光通量。
1.1.3 由光强、照度、亮度的定义式，可推导出两个非常重要的公式：1.1.41.1.5这两个公式在灯具配光计算中经常要用到。
公式中各参量的意义参见图1.1。
图1.12.光通量的计算设想一个闭合球面，灯具位于球心，球的半径等于分布光度计的测试距离。
将这闭合球面细分成很多环带。
图1.2如图1.2所示，介于垂直角度γ1 和γ2之间的第n个环带所对应的光通量等于1.2.1称为1.2.2 总光通量等于1.2.4 I1，I2，…I18分别为对应环带上的平均光强。
),…)图1.3以（C，γ）坐标系为例，如图1.3所示，已知光强数据表中四个点（C m，γj），（C m，γj+1），（C m+1，γj），（C m+1，γj+1），现在要求出（C，γ）点的光强值，一次插值公式如下：1.3.1我们令这里有两个常数1.3.21.3.3并且我们注意到1.3.4 令对应于一次插值公式，有代入式1.3.1，有1.3.5 同样的，有1.3.6 最终有1.3.7 这里1.3.8当然也可以反过来，先进行γ角度的插值计算，再进行C角度的插值计算，结果是一样的。
图1.4再说二次插值，如图1.4所示，要算（C，γ）点的光强值，二次插值公式如下：1.3.9同样的，令这里有三个常数按照式1.3.9，有从而1.3.10其中一般情况下，角度间隔在2.5⁰或2.5⁰以下，用一次插值即可。
分布光度计测试报告讲解
分布光度计测试原理
分布光度计（goniophotometer）用来测试灯具或光源的（空间） 光强分布、总光通量和灯具效率等参数，它是灯具配光性能测试 的主要测量设备。
1. 光强分布测量
以光源或灯具的光度中心为转动中心，光度探头在一定的距离下 绕中心转动，通过测量得出的法向照度值和被测光源与光度探头 之间的距离，即可计算得到灯具的空间光强分布，如下图所示。
对于有两个对称面的灯 具一般用两条特征曲线 来表示，不需要表示出 所有的发光强度分布曲 线。
灯具的光强分布曲线(配光曲线) 极坐标
灯具的光强分布曲线(配光曲线) 直角坐标
矩形网图
根据光强分布数据，做出两维的光强等值图。直观地显示灯 具的光强分布状况。常用于投光灯。
矩形等光强图要转化到B-β或A-α坐-γ坐标下表示的光强数据才能作图。常用于路灯。
光束角 (beam angle)： 在某一平面上，50%最大光强之间的 夹角。
半峰边角 (half peak side angle)： 在某一平面上，最大光强与50%最大 光强方向间的夹角。
光束角
灯具总光通量及灯具效率
根据灯具的发光强度分布数据可以计算出灯具的总光通量或部分光 通量。
环带光通量表格
环带光通量表格，使用C-γ坐标角度所分成的区域小块，右侧 两列是环带光通量。
上射 (下射) 光通比
灯具的总光通量分成上射光通量 与下射光通量两部分。根据上射 光通量与下射光通量，即可算出 上射光通比与下射光通比。 一般投灯灯具没有上射光通量， GOSoft软件中的投光灯具报告中 不显示这一指标。 道路灯具中，还分成上射路边光 通量与上射屋边光通量，下射路 边光通量与下射屋边光通量。
光通量计算范文
光通量计算范文光通量是描述光源辐射光强的物理量，它表示在光源单位时间内通过其中一表面的总光功率。
光通量是国际单位制的基本量，使用符号Φ表示，单位为流明（lm）。
光通量的计算是根据光源的辐射能量和人眼对不同波长光的感知能力来进行的。
在计算光通量时，需要考虑光源的光谱分布、光源表面的发光面积以及人眼对光的感知能力。
对于均匀辐射的光源，光通量的计算可以通过以下公式进行：Φ=K∫I(λ)V(λ)dλ其中，Φ为光通量，K为一个常数，I(λ)为光源在波长λ处的辐射能力，V(λ)为人眼对波长λ处光的相对感知能力。
对于非均匀辐射的光源，可以通过将光源表面划分为小面元，计算每个面元的辐射光通量之和来计算总的光通量。
以白炽灯为例，可以通过测量光源的辐射能谱和人眼对光的感知能力来计算光通量。
首先，测量白炽灯的光谱分布，得到光源在不同波长处的辐射能力。
然后，根据人眼对不同波长光的感知能力，计算在每个波长处的相对感知能力。
最后，将辐射能力和相对感知能力相乘，并对所有波长进行积分，得到光通量。
在实际应用中，为了简化计算，通常会使用标准光源进行光通量的测量和计算。
标准光源是指能够产生已知光通量和光谱分布的光源，例如国际灯具委员会（CIE）定义的标准白光源。
另外，需要注意的是，光通量只描述了光源的总辐射能量，对于光源的光照强度分布、光源的偏振性等其他光学性质并没有直接体现。
因此，在实际应用中，还需要考虑光源的光照度分布、光源的效果系数等其他因素。
最后，光通量的计算对于照明工程、光学设计等领域具有重要意义。
在照明设计中，通过确定光源的光通量，可以合理布置光源的数量和位置，以达到所需的照明效果。
在光学设计中，通过计算光通量，可以预测光源的亮度、光强分布等光学性质，并进行光学系统的优化设计。
总之，光通量是描述光源辐射光强的物理量，其计算需要考虑光源的光谱分布、发光面积以及人眼对光的感知能力。
光通量的计算对于照明工程、光学设计等领域具有重要意义，可以帮助实现预期的照明效果和光学性能。
led灯光通量
led灯光通量篇一：led光通量如何计算led光通量如何计算，led灯具色温是什么光通量如何计算：灯具实际光通量〔灯具流明〕/〔单颗光源光通量*光源数量〕，说浅一点就是灯具实际发出的光通量除以灯具应当发出的光通量。
比方：灯具有五颗1W大功率光源，单颗大功光源光通量为80LM，整灯应当发出80LM*5PCS=400LM 但当组装成灯具后，实际灯具光通量只有350LM了。
这就是发光效率。
那此灯的光效就是350LM/400LM=87.5%色温指的是光波在不同的能量下，人类眼睛所感受的颜色改变。
什么是色温:在色温的计算上，是以 Kelvin 为单位，黑体幅射的 0° Kelvin= 摄氏 -273 °C 做为计算的起点。
将黑体加热，随著能量的提高，便会进入可见光的领域，例如，在 2800 ° K 时，发出的色光和灯泡相同，我们便说灯泡的色温是 2800 ° K。
可见光领域的色温改变，由低色温至高色温是由橙红 -- 白 -- 蓝。
标准日光的色温大约在5200~5500°K，新闻摄影灯的色温在3200°K，一般钨丝灯的色温大约在2800°K。
在LED产品中，一项重要的规格数字就是色温，这关系到LED灯光照明产品所显示的颜色特性，一般的灯具也都有色温的规格。
色温凹凸计量单位是以KelvinS 篇二：LED各类灯光电参数附表一、LED日光灯光参数表附表一、LED/COB筒灯光参数表附表二、LED/COB筒灯电参数表附表二、LED吸顶灯电参数表附表二、LED球泡电参数表篇三：LED照明灯参数标准LED照明灯具的参数标准主要应参照国家标准委、工信部、国家半导体照明工程研发及产业联盟等公布的道路照明、室内照明、半导体照明等标准或技术规范。
它们主要有：〔见表〕以上国家相关部门的标准或技术规范涉及的LED照明灯具的参数主要包含光参数和电参数。
〔一〕光参数包括光源/灯具的光通量、灯具配光特性、光效等。
LED光通量计算
LED光通量计算
发光二极管的发光指标中,通常给出发光强度和发散角两个数值,这两个数值变动范围往往很大,令人在选择发光管时,不知到底哪个发光效率高。
其实,要比较发光管的发光效率。
最基本的指标应该是光通量。
根据发光强度和光通量的定义,可以导出如下计
算光通量的公式：
式中,φ为主光束光通量,单位流明,I为发光强度,单位c d,α为发散角,单位度。
按上述公式得出的φ仅为发光管主光束的光通量,此处还应包括散射光。
因而,总的光通量比φ大。
但是,由于散射光难于计算,一般情况下,只算出主光束光通量就可以比较其发光效率的高低了。
例如一个发光管,发光强度为15000mcd。
发散角25°,则φ＝2π×15(1-cosl2.5°)≈2.23流明。
如果其消耗电功率为32Vx0.02A,则发光效率＝
另一个发光管,发光强度为800mcd。
发散角为120°,则φ＝2π×0.8(1-cos60°)≈2.51流明。
若消耗功率相同,则光效＝2.51÷O.064＝39流明/W。
可见,后者尽管发光强度低,但光通量、光效均高于前者。
光强、光亮、光照、光通量之间的关系
光1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：1. 烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K获1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。
从数量上看，60 坎德拉等于国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于国际烛光或坎德拉。
2. 发强度与光亮度发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值：单位cd/m²太阳：*10 ；日光灯：（5—10）*10³；月光（满月）：*10³；黑白电视机荧光屏：120左右；彩色电视机荧光屏：80左右。
3. 光通量与流明光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。
各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。
灯具配光计算
灯具配光计算夏清明所谓灯具配光，指的是灯具发光强度的空间分布，通常用若干个具有代表性的平面上，光强值随角度的变化曲线（可在极坐标系或者直角坐标系中给出）来表达，称为配光曲线。
灯具的空间光强分布由分布光度计测量得到，原始数据以光强数据表的形式给出。
本文以下所有的计算都是以光强数据表为基础而展开的。
第一部分 基本计算1.基本概念、公式光强：光源在给定方向上单位立体角内所传输的光通量。
1.1.1照度：单位面积上所接收得到的光通量。
1.1.2亮度：光源在某一方向上,单位投影面积上和单位立体角内所发出的光通量。
1.1.3 由光强、照度、亮度的定义式，可推导出两个非常重要的公式：1.1.41.1.5这两个公式在灯具配光计算中经常要用到。
公式中各参量的意义参见图1.1。
图1.12.光通量的计算设想一个闭合球面，灯具位于球心，球的半径等于分布光度计的测试距离。
将这闭合球面细分成很多环带。
图1.2如图1.2所示，介于垂直角度γ1 和γ2之间的第n个环带所对应的光通量等于1.2.1称为环带系数，简称ZF。
介于水平角度C1，C2，垂直角度γ1，γ2之间的区域，其所对应的环带系数为1.2.2总光通量等于n为环带数。
1.2.3 例如，我们每隔10⁰分割一个环带，总共应该分割出18个环带，总光通量等于1.2.4I1，I2，…I18分别为对应环带上的平均光强。
),…)如果只计算垂直角度0⁰到90⁰区间的光通量，即为灯具的下射光通量，总光通量减去下射光通量，即为灯具的上射光通量。
到底将整个球面分割成多少个环带，取决于灯具的配光。
如果光强随角度变化剧烈，环带数应该多一些，比如每隔2⁰划分一个环带。
其他情况角度间隔可以适当大一些，5⁰或者10⁰就可以了。
事实上，光通量的计算思路就是把整个球面分割成若干区域（划分的细密程度取决于你想要达到的精度），落到每一小块上的光通量等于这一小块上的平均光强乘以相应的环带系数，所有区域上的光通量累加求和，得到灯具总光通量。
基于光学原理设计测量光强分布实验报告
基于光学原理设计测量光强分布实验报告本实验旨在利用光学原理设计一种测量光强分布的实验系统，通过该系统可以对光源发出的光线的光强进行精确测量。
一、实验设备1、激光发生器2、透镜组3、光电二极管4、直流电源二、实验原理光强是指单位面积内光线通过的光通量，单位是流明/平方米。
在进行测量时，使用激光发生器发射激光，并经过透镜组后，将光聚焦到光电二极管的敏感面上。
光电二极管通过将光转化为电信号来获得光强数据。
因为激光光线方向性极强，可以通过利用光路筛选出所需光线，从而严格保证了测量结果的精确性和可靠性。
三、实验步骤1、将激光发生器的光传输管路与透镜组相连，以保证光线聚焦到光电二极管的敏感面上。
2、调整透镜组的位置，使得光线完全投射到光电二极管上。
3、连接直流电源，将光电二极管正极与正极相连，负极与负极相连。
4、启动激光发生器，进行光强测量。
5、测量完毕后，关闭激光发生器和直流电源。
四、实验结果通过实验，可以获取激光发射出来的光线的光强分布情况。
通过测量，我们可以得到一个普通灯泡的光强分布情况如下：区域光强中心位置3000lm 中心位置两侧10cm 2500lm 中心位置两侧20cm 2000lm 中心位置两侧30cm 1600lm 中心位置两侧40cm 1200lm 中心位置两侧50cm 800lm五、实验结论1、光强分布在中心位置最高，随着距离增加，光强逐渐降低。
2、设计的基于光学原理的测量光强分布的实验系统结构紧凑，使用方便，测量结果精确。
3、该实验系统可用于测量一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论指导和实际数据支持。
总之，我们通过本次实验，深入了解了基于光学原理测量光强分布的原理和操作方法，并实际测量了一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论依据和实验数据支持。
谈灯具总光通量
［ ｙ ｒｓ ｔｔ ｍｅｓｈ ｐ ｔｅｉ ｌ ａ ｂａ ｃｎｒ ｉｕ ｎ ｎｅ ｌｍｅ ；ｒ ｈｎ ｓ ｔ Ｋｅ ｄ］ ｏａ ｌ ｎ； ｙ ｏｈｔ ａ ｆ ｔ ｅｍ； ｅｔ ｌｍｉａｃ ； Ｗｏ ｌｕ ｃ ｉ ｅｌ ｕ ｎ ｂｉ ｔｅｓａ ｏ ｇ ｒｉ
现 在 ，灯具行 业有各 种各 样的灯 具光度 测量值 ，特 别 图１三种可能的 光束轮廓 是 Ｌ Ｄ灯 具产 品 说 明书 上 所公 布 的 那些 技 术 数据 。当 试 Ｅ 图评 判 一个 灯 具 是 否真 的 高效 、节 能 时 ，可 以寄 希 望 于 Ｐ ＡＳ Ｌ Ａ的标 准草 案Ｅ１４ ，它对于 测量 和报 告采用 固态 光 —１
Ｔ ｔｌ ｕ ｅ ｓ ｏ ａ ｍ ｎ Ｌ
Ｏ ｉｉａ ［ Ａ］ ｋ ｏ Ｔａ ｓ ｔ／ Ａ ａ —ｈｎ ｒ ｎ ｌＵＳ Ｍｉｅ ｇ ／ Ｗｏ ｄ ｒｎｌ ｅＹ Ｏ Ｈ ｎｃｕ ａ （．ｈｎ ｈ ｉ ｈａｒ Ａ ａｅ ｈｎ ， ｈｎ ｈ ｉ ０ ０ ０ Ｃ ｉａ １ ａｇ ａＴ ｅｔ ｃｄｍｙＣ ｉａＳ ａｇ ａ２ ０４ ， ｈｎ ） Ｓ ｅ ［ ｂ ｔ ｃ］ Ｔ ｅ ａｉ ｔ ｅ ｆ ｉ ｔ ｉｒ ｕｉｎｆｒ ｎｅｔｉ ｎ ｍｐ ｅｅａａｙｅ ． ｅｋ ｇ ｔ ｇｄｓ ｂ ｔ ｎ ｔｔ ｍｅｓ Ａ ｓ ａｔ ｈ ｓ ｐ ｓｏ ｇ ｓ ｉ ｔ ｔｒ ｎ ｔａ ｓｗ ｒ ｎ ｌ ｄ Ｐ ａｙｌ ｈｉ ｉｒ ｕｉ ，ｏａ ｌ ｎ ｒ ｂ ｃｙ ｌ ｈ ｄ ｔｂ ｏ ｏ ｅ ａ ｍｅ ｌ ｚ ｉ ｎ ｔ ｉ ｏ ｌｕ
实验7光强分布LED光强分布测试实验
光电子实验报告实验7：LED光强分布测试实验一、 实验目的1. 了解和掌握LED 光强分布的测试原理；2. 掌握LED 光强分布测试基本操作和数据处理方法；3. 学会设计符合某种要求的配光曲线。
二、 实验用具LED520 LED 光强分布测试仪，电脑，直插式LED 灯若干个。
三、 实验原理光强的定义为：单位立体角光源辐射出去的光通量。
LED 灯不是点光源，不能用点光源的方法来测量。
LED 灯测量条件有远处测试（探头到灯的距离为316mm ）、近场测试（探头到灯的距离为100mm ）和光电探头的的面积大小为100 mm 2，以此来统一LED 灯的光强测试标准。
本系统测试的另一个参数等效光通量Ф是在假设LED 的发光特性在同一环带上是各向同性的前提下通过光强对立体角的积分来得到的。
然后将这条曲线绕光轴旋转180°得到LED 在整个空间的光强分布。
计算公式如下式所示：⎰Ω∙=Φi i d I式中，I i 为两个与光轴夹角相等的测试点光强的算术平均值，Ωi 为同纬度环带立体角。
即，假想一个以LED 光学中心为球心、LED 光轴为极轴、测试距离为r 半径的球面，把光强分布曲线测试点的光强等效成球面上同纬度环带的平均值。
四、 实验步骤1.依次打开电脑电源和仪器电源及开关；2.先将LED 灯珠安装到灯座上，并记录好此时的角度；3.开始测试：打开光强分布测试软件LEDitesv1.00700，在“文件”菜单选择“新建”，在弹出如下的对话框中，选择光强分布测试，选择“操作”菜单中的“点亮”选项，把LED 灯点亮起来，然后开始进行测试，待测完数据后，然后选择“操作”菜单中“熄灭” 这时候，LED 灯自动熄灭；4.沿着某一固定方向（顺时针或者逆时针）转动15°，按步骤3后半部分内容重复操作。
待转完180°后，导出数据；5.取出LED 灯，关闭仪器电源和电脑电源。
五、数据处理（1）数据截图图1（2）极坐标如下图所示015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034506250125001875025000C0-1801530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C15-1951530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C30-21015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C45-225015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C60-24015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C75-25501530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C90-27015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C105-2851530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C135-31501530456075901051201351501651801952102252402552702853003153303450500010000150002000025000C120-30015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C150-33015304560759010512013515016518019521022524025527028530031533034505000100001500020000C165-345六、结论该贴片式LED光强分布比较均匀，产品合格。
光源光通量计算方法
光源光通量计算方法一、光通量的基本概念。
1.1 光通量是什么呢？简单来说，光通量就像是光源的“发光总量”。
它描述的是光源在单位时间内发射出的可见光的总量。
这就好比是一个水龙头，光通量就是在一段时间里总共流出了多少水，只不过这里是光而不是水。
打个比方，你家里的灯泡，有的亮一些，有的暗一些，这个亮暗的感觉就和光通量有关系。
1.2 光通量的单位是流明（lm）。
这个单位可不能小瞧，它是衡量光源发光能力的一个重要指标。
就像我们说一个人的力气大小用公斤来衡量一样，流明就是衡量光的“力气”大小的单位。
比如说，一个普通的40瓦白炽灯泡，它的光通量可能是400流明左右，而一个节能的LED灯泡，同样的亮度可能只需要10瓦左右，光通量却能达到400流明或者更高。
二、光通量的计算方法。
2.1 对于点光源，有一个比较简单的计算方式。
如果我们知道光源的发光强度（单位是坎德拉，cd）以及立体角（单位是球面度，sr），那么光通量就等于发光强度乘以立体角。
这就像搭积木一样，两个要素相乘就能得到光通量这个结果。
比如说，一个点光源的发光强度是100坎德拉，它在某个立体角范围内发光，这个立体角是2球面度，那么光通量就是100乘以2等于200流明。
这是一种基本的计算方法，但是在实际应用中，我们可能还需要考虑很多其他的因素。
2.2 对于面光源或者体光源，计算就稍微复杂一些了。
我们可能需要把光源分成很多小的部分，每个小部分近似看成点光源，然后再把这些小部分的光通量加起来。
这就有点像“化整为零”的做法。
比如说，一个大的平板灯，我们不能直接用简单的公式计算光通量，而是要把这个平板灯划分成很多小的正方形或者圆形区域，计算每个小区域的光通量，最后再求和。
这时候就需要一些数学知识和耐心了，就像做一道复杂的数学题，要一步一步来。
2.3 在实际计算中，我们还常常会用到一些测量工具。
这些工具就像是光通量的“裁判”，能够准确地告诉我们光通量是多少。
例如积分球，它是一个内部涂有白色漫反射材料的大球，把光源放在里面，通过测量球壁上的光强分布，就能计算出光通量。
发光亮度与光通量的计算
发光亮度与光通量的计算发光亮度和光通量是与光密度相关的两个重要概念，它们在物理学和工程学中广泛应用于照明、光学器件和电子显示等领域。
本文将详细介绍发光亮度和光通量的定义、计算方法和相关性质。
发光亮度是指光源单位面积或单位立体角的辐射功率，也可以理解为单位面积或单位立体角内的光功率密度。
单位面积上的发光亮度通常用“尼特/平方米”（nit）表示，而单位立体角上的发光亮度则用“尼特/球面度”（nit/sr）表示。
光通量是指光源辐射或透过光器件的总功率，表示了光的总量。
光通量的单位是“流明”（lm），它是国际单位制（SI）中的光通量单位，也是国际照明委员会（CIE）推荐的单位。
了解发光亮度和光通量的定义后，我们可以来讨论如何计算它们。
1.计算发光亮度要计算发光亮度，需要知道光源的辐射功率和射出光的面积或立体角。
如果光源有辐射功率P（单位为瓦特）且照射面积为A（单位为平方米），那么发光亮度L的计算公式如下：L = P/A [nit]如果光源的辐射是以立体角Ω（单位为球面度/steradian）形式射出，那么发光亮度L的计算公式如下：L = P/Ω [nit/sr]2.计算光通量光通量的计算需要知道光源的辐射功率和光源的辐射特性。
如果光源有辐射功率P（单位为瓦特）且辐射的光满足某种特定辐射功率分布，如白炽灯的辐射功率分布可以由光谱数据得到，那么光通量Φ的计算公式如下：Φ = ∫P(λ)V(λ)dλ [lm]其中，P(λ)表示光源在波长λ处的辐射功率密度，V(λ)表示光源在波长λ处的视觉灵敏度函数。
如果光源的辐射不满足特定辐射功率分布，可以用光通量转换因子K对光源的辐射功率进行换算：Φ = K * P [lm]光通量转换因子K是用来换算辐射功率到光通量的比例因子，它的值取决于光源的特性。
在实际应用中，发光亮度和光通量往往是相互关联的。
例如，在照明设计中，我们常常需要根据光通量要求来选择适合的光源，而发光亮度是其中的一个重要指标。
灯具强度计算
灯具配光计算夏清明所谓灯具配光，指的是灯具发光强度的空间分布，通常用若干个具有代表性的平面上，光强值随角度的变化曲线（可在极坐标系或者直角坐标系中给出）来表达，称为配光曲线。
灯具的空间光强分布由分布光度计测量得到，原始数据以光强数据表的形式给出。
本文以下所有的计算都是以光强数据表为基础而展开的。
第一部分 基本计算1.基本概念、公式光强：光源在给定方向上单位立体角内所传输的光通量。
1.1.1照度：单位面积上所接收得到的光通量。
1.1.2亮度：光源在某一方向上,单位投影面积上和单位立体角内所发出的光通量。
1.1.3 由光强、照度、亮度的定义式，可推导出两个非常重要的公式：1.1.41.1.5这两个公式在灯具配光计算中经常要用到。
公式中各参量的意义参见图1.1。
图1.12.光通量的计算设想一个闭合球面，灯具位于球心，球的半径等于分布光度计的测试距离。
将这闭合球面细分成很多环带。
图1.2如图1.2所示，介于垂直角度γ1 和γ2之间的第n个环带所对应的光通量等于1.2.1称为1.2.2 总光通量等于1.2.4 I1，I2，…I18分别为对应环带上的平均光强。
),…)图1.3以（C，γ）坐标系为例，如图1.3所示，已知光强数据表中四个点（C m，γj），（C m，γj+1），（C m+1，γj），（C m+1，γj+1），现在要求出（C，γ）点的光强值，一次插值公式如下：1.3.1我们令这里有两个常数1.3.21.3.3并且我们注意到1.3.4 令对应于一次插值公式，有代入式1.3.1，有1.3.5 同样的，有1.3.6 最终有1.3.7 这里1.3.8当然也可以反过来，先进行γ角度的插值计算，再进行C角度的插值计算，结果是一样的。
图1.4再说二次插值，如图1.4所示，要算（C，γ）点的光强值，二次插值公式如下：1.3.9同样的，令这里有三个常数按照式1.3.9，有从而1.3.10其中一般情况下，角度间隔在2.5⁰或2.5⁰以下，用一次插值即可。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Km
0
de
d
V
d
（1）
式中 de / d ——辐射通量的光谱分布，W； V ——光谱光视效率；
K m ——辐射的最大光谱光视效能，在明视觉时 K m ＝683lm/W。 光强分布是用曲线或表格表示光源或灯具在空间各方向上的发光强度值，亦称配 光。而在光源指定方向上的发光强度 I，是指该光源在该方向的立体角元 dΩ 内传输的 光通量 dΦ 除以该立体角之商，即单位立体角的光通量，即
0 引言
在照明设计中，灯具的选择是照明设计人员非常关心的问题，而灯具的光学特性是 照明设计中选择灯具的一个重要依据。因此，想要该款灯具被更加科学合理地选用，则 制造厂商或照明设计人员必须进行该灯具的光通量、光强分布及灯具效率的测试，获得 相关数据指标。
目前，虽然有分别测量光强分布和光通量的实验仪器，也有根据测量光强分布结果 计算光通量的实验设备配套软件。但前者需要配备更多的实验仪器，且需要重复实验； 而后者的成套实验设备软件通常比较昂贵，且如不知其计算原理，往往会耗费更多的测 试时间，或得到错误的计算结果。
因此，利用光强分布测试结果直接计算出灯具的光通量是精简实验仪器、提高使用 效率和节约测试时间的重要手段，也是深入研究灯具的光学特性的重要途径。
1 光强分布与光通量之间的关系
光通量 是根据辐射对 CIE 标准光度观察者的作用，从辐射通量 e 导出的光度量。 它是指人眼能感觉到的辐射能量，即单位时间内某一波段内的辐射能量与该波段的相对 视见率的乘积。对于明视觉：
光强分布的测量主要是测量光源或灯具在空间各方向上的发光强度，发光强度的测
量可以通过亮度积分来计算，也可以通过光强与照度的距离平方反比定律来确定。两者
都遵循了光度学的基本定律。
1）通过亮度积分得出发光强度的公式为：
I L1 dA1 cos1 A1
式中 I——接收区方向上的光强，cd； A1——发光面积，㎡； dA1——发光面积元，㎡；
2）移动光度计探头的角度式光度测试仪 其原理是光源围绕一个竖直轴转动，光度探头在一个竖直平面内围绕光源移动。根 据其结构原理主要有三种基本类型。如图 3 所示。 3）带有旋转反射镜的角度式光度测试仪 其原理是光源围绕一个竖直轴转动，一个反射镜围绕一个水平轴转动，光度探头的 位置固定不动。 无论选择上述哪种角度式光度测试仪，最终目的都是为了获得光源或灯具的光强分 布。根据配光曲线的对称性质，灯具的光强分布分为：轴对称、对称和非对称光强分布 三种类型。不同类型在进行光强分布测试时所采取的策略会有所不同。
基于光强分布的灯具光通量计算方法研究
摘要：光强分布、光通量是灯具的两个重要光学性能参数。利用灯具光强分布测试结果直接计算出 灯具的光通量可以精简实验仪器、提高使用效率。本文通过介绍光强分布与光通量的关系和光强分 布的测试，阐明了利用光强分布测试结果计算光通量的原理和方法，并以实际工程为例进行分析和 验证。为灯具光通量的获取提供了新的有效途径，为深入研究灯具光学性能提供了新的思路。 关键词：灯具，光通量，光强分布，发光强度，计算方法
I d d
（2）
根据公式（2），可知光源或灯具的光通量可以通过发光强度的空间分布得到，其公
式为：
Id ()
（3）பைடு நூலகம்
式中 Ω——立体角，Sr（球面度）。
因此，根据发光强度与光通量之间的理论公式，光源或灯具的光通量可以通过光强
分布测试结果计算得出。
2 光强分布的测试
2.1 光强分布的测试原理
该灯具利用 GMS-1800 卧式大型分布光度计测量系统进行测量，为了保证测试结果 的精确度，在平面角 θ 的测试角度间隔上取样比较密，角度间隔为 2°；环带垂直角 β 的测试角度间隔为 10°。其部分实测结果如图 5 及表 1 所示。
（a）0度（水平）
（b）90度（垂直）
（c）150度
图5 不同垂直角（部分）的灯具配光曲线图
之间的发光强度可以看作是一个常量，即取（Iθ1+ Iθ2）/2，由式（8）可得任意一个等份
θi～θi+1 区域内的光通量：
θi－θi1
i 1
I i
Ii1 2
2
sin
d
Ii Ii1
i 1
sin d
i
i
Ii Ii1 cos i cos i1
如图 4 所示。将式（7）带入式（6）中，得出 θ1～θ2 区域单元环带的光通量则为：
2
θ1－θ2 1 I 2 sin d
（8）
一般来说，Iθ=f（θ）不是一个简单的函数，通常都是由实验室测试得出的，所以式
（8）不容易通过积分来计算，故一般把 0～180°分成若干个足够小的等份，这样 θ1～θ2
L（ε 1）——光强值的方向上面元 dA1 的亮度，cd/㎡； ε 1——面元 dA1 的出射角，°。 2）通过测量照度得出发光强度的公式为：
（4）
I E r 2 /cos 0
（5）
式中 E——接收区上的照度，lx； r——接收区到光源的距离，m； ε ——入射角，°； Ω 0——单位立体角，Sr（球面度）。
（a）A 面系
（b）B 面系 图 1 灯具光强分布的测量面体系
（c）C 面系
无论采用哪种体系，其目的都是为了测量出以照明光学中心的一个点光源（一般是 指光度测试仪的旋转中心）在不同的水平角度和垂直角度上的发光强度值，只是不同平 面系统所定义的水平和垂直角度不同。但各平面系统之间的两个角度是可以通过公式进 行相互转换的。
（9）
再将 0～180°内的所有等份θ i～θ i+1 区域环带光通量求和，即可以得到该光源或
灯具发出的总光通量。该计算结果与划分等份的大小有关，划分的越小结果越精确，通
常一个等份不大于 10°。
4 工程计算示例
本文以某灯具实测的光强分布数据为例，通过上述的计算方法计算出该灯具的光通 量，并与测试该灯具所用之设备软件所得出的光通量进行对比验证。
10－12 I10 I12 cos10 cos12 33.32 29.15 cos10 cos12 1.31 lm
最后求和，计算得出该灯具的总光通量为 24.28lm。其结果与设备软件所提交的报 告结果完全一致。
5 结语与展望
灯具的光强分布包含了灯具的很多信息，在各种新型灯具不断涌现的情况下，利用 灯具光强分布测试结果直接计算出灯具的光通量是精简实验仪器、深入分析灯具光学性 能的重要手段。除了利用上述的计算方法外，也可以将测试结果编写成某些测试仪器配 套软件的文件格式（如 IES、EULUMDAT、CIE 102 等），导入测试配套软件中获得光 通量数据，并可以利用这些配套软件的功能进行其他方面的分析和处理。
任何实验测试均有误差，其误差的大小受多方面影响。因此，在进行光强分布测试 时应该严格按照绝对发光强度分布的测量规范进行测试。由于条件限制，未对通过光强 分布测试结果计算出的灯具光通量与传统积分球法所测量出的光通量进行对比，不同方 法所得到的光通量值是否具有较好的一致性也值得研究人员进一步探讨。
参考文献 [1] 陈仲林，唐鸣放，建筑物理（图解版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社 [2] 中华人民共和国国家标准 GB/T 26178-2010.光通量的测量方法[S]. 北京：中国标准 出版社, 2011.6 [3] CIE Technical Report. 84-1989. The Measurement of Luminous Flux. Vienna：CIE Central Bureau, 1989 [4] 中华人民共和国行业标准 JGJ/T 119-2008.建筑照明术语标准[S]. 北京：中国建筑工 业出版社, 2011.6 [5] 中华人民共和国国家标准 GB/T 26184-2010 绝对发光强度分布的测量方法[S]. 北 京：中国标准出版社, 2011.6 [6] 邹吉平. 灯具配光曲线及其标准格式[J]. 照明工程学报,2007,18(2):76~80
2.2 光强分布的测量面体系
通常光源或灯具的光强分布测试是在一定数目的面内进行测量。测量的结果即为该 光源在这个面上的配光曲线，也称光强分布曲线，通常是极坐标曲线，此曲线可以代表 在过光源的一个平面内的光强，是从某个给定方向量起的角度的函数。配光曲线的数目 和测量面的选择取决于光源的种类、用途以及角度式光度测试仪的类型。通常公认的光 强分布测量有三种常用的面体系，即 A 面系、B 面系和 C 面系三种，如图 1 所示。
80° 0.00 0.00 0.00
表1 90° 0.00 0.00 0.00
270° 38.44 42.40 2.94 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
根据实验所测得的光强分布数据，计算出各平面角下的环带发光强度的平均值，然 后将数值代入公式（9）中，分别求得各环带光通量，然后再将各环带光通量求和得出 总光通量。以 10～12°区域内的环带光通量为例，已知 10°的平均发光强度为 33.32cd， 10°的平均发光强度为 29.15cd。则该环带光通量为：
2.3 光强分布的测试方法
光强分布的测试方法与角度式光度测试仪类型的选择有关，不同的测试仪器所利用 的测试原理和测量面体系不同，因此，其测试方法也有所区别。常用的光强分布测试仪 器主要有：
（a）类型 1
（b）类型 2
（c）类型 3
图 2 旋转光源的角度式光度测试仪
1）旋转光源的角度式光度测试仪 其原理是光源围绕一个竖直轴和一个水平轴转动，光度探头固定不动。根据其结构 原理主要有三种基本类型。如图 2 所示。
上述两种方法中，采用后者得出光强分布的方法居多。但需要注意，式（5）中的 距离 r 应当满足大于最小光度测试距离 rmin 的要求，否则该光源或灯具不能近似看作为 点光源，测试结果会存在比较大的误差。对于具有均匀亮度（朗伯辐射体）的圆形发光 区和圆形的接收区，最小光度测试距离 rmin 应当是两者中较大直径的 10 倍（5 倍）。这 样，依据距离平方反比定律得到的发光强度误差才能控制在 0.5％（1％）以内。